高原藏族血脂异常人群肠道菌群结构与功能解析及其与脂代谢关联研究

本综述系统阐述了高海拔藏族牧区血脂异常人群的肠道菌群特征，通过宏基因组学分析揭示了菌群多样性降低、有益菌（如Faecalibacterium prausnitzii）减少、条件致病菌（如Veillonella parvula）富集等变化，并发现菌群功能通路（如脂多糖(LPS)生物合成和氨基酸代谢）与血脂指标（TC/TG/LDL-C/HDL-C）显著相关，为高原特异性血脂异常的微生物干预提供新视角。

　　

引言

高原地区血脂异常患病率高达49.3%，其发生与肠道菌群调节脂代谢和胆固醇稳态的功能密切相关。甘南藏族自治州（平均海拔3600米）居民长期处于低氧、高寒环境，且饮食具有高蛋白高脂肪特征，是研究特殊环境-菌群-血脂互作的理想模型。本研究通过宏基因组学技术深入解析该人群肠道菌群结构与功能特征。

方法与材料

研究纳入22例血脂异常患者和33例健康对照（HCs），采集表型数据、血液及粪便样本进行宏基因组鸟枪法测序。采用CTAB法提取DNA，Illumina平台进行测序，MetaPhlAn 3.0和HUMAnN 3.0分别进行物种注释和功能预测。α多样性采用Shannon/Simpson指数，β多样性基于Bray-Curtis距离，组间差异通过Wilcoxon检验和PERMANOVA分析。

结果

菌群组成差异

血脂异常组菌群α多样性显著降低（p<0.01）。PCoA显示两组在属/种水平存在显著分离（R²=0.042, p=0.032）。门水平上，放线菌门（Actinobacteria）丰度显著降低。属水平中，Faecalibacterium、Bifidobacterium和Alistipes丰度下降，而Phascolarctobacterium上升。种水平上，Faecalibacterium prausnitzii、Bifidobacterium adolescentis和Alistipes putredinis等21个物种丰度降低，Streptococcus mitis、Veillonella parvula等6个物种富集。

菌群-血脂相关性

Spearman分析显示：Bifidobacterium、Alistipes等有益菌与总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）呈负相关；富集的Prevotella sp. AM42-24等与TC/TG/LDL-C正相关。Faecalibacterium prausnitzii与高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）负相关但与TC正相关。

功能通路改变

血脂异常组中：糖酵解、淀粉降解、L-氨基酸（赖氨酸/精氨酸/瓜氨酸/苏氨酸/蛋氨酸）生物合成通路下调；脂多糖（LPS）、脂肪酸、多胺及（Kdo）₂-脂质A生物合成通路上调。功能通路与血脂指标显著相关：碳水化合物代谢通路与HDL-C正相关，与TC负相关。

讨论

高原血脂异常患者呈现"菌群失调-代谢功能紊乱-血脂异常"的典型特征：

1. 1.
   条件致病菌富集：Veillonella parvula通过LPS-TLR4通路促炎症，Streptococcus属影响脂蛋白代谢
   
2. 2.
   有益菌减少：Faecalibacterium prausnitzii（产丁酸盐）、Bifidobacterium（调节胆汁酸水解酶）等具有抗炎和脂代谢调节作用
   
3. 3.
   功能失衡：LPS生物合成增强可能破坏肠屏障，氨基酸代谢紊乱影响能量稳态
   
   研究局限性包括样本量较小和地域局限性，未来需扩大样本验证菌群作为高原血脂异常生物标志物的潜力。

结论

本研究首次系统揭示高原藏族血脂异常人群的肠道菌群特征，发现特定微生物（如Bifidobacterium adolescentis、Faecalibacterium prausnitzii）和代谢通路（如LPS生物合成、氨基酸代谢）与血脂异常密切相关，为开发针对高原人群的微生态干预策略提供理论依据。